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二线制交流电流变送器的设计步骤(四)
日期:2008-4-3 14:12:37 来源:本站整理  
点击: 作者:未知
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四,基准电压产生与加法器电路的选择

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   为了保证在零信号输入时,使输出信号为标准电流信号的零位基准4mA,必须在加法器电路的输入端提供系统输出电流信号的零点调节电压。同时要求该电压必须稳定可靠,避免温度影响而引起的漂移现象。

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    基准电压电路采用TL431组成2.5V的基准电压。

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    为了减小温度漂移现象,采用LM334组成恒流源给TL431提供偏置电流。

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    考虑二线制仪表的静态电流要求,4mA 的零点电流中,全部电路的静态电流考虑留出1mA左右的零点调节范围,全部电路的静态电流不能超过3mA 。由于运算放大器准备选用LM124四运放,LM124的静态电流约为1.7mA 左右。所以,选择基准电压电路TL431的偏置电流为1.3mA左右

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根据公式   Rset=67.7×103次方)/I

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                  =67.7×103次方)/(1.3×103次方)

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                  =52Ω

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    选标称电阻值51Ω。

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    验证:    I=67.7×103次方)/ Rset

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               =67.7×103次方)/ 51Ω

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               =0.00133A=1.33 mA

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    基本满足设计要求。

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基准电压产生与加法器电路见(图四)。

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     加法器电路是一个典型的反相加法放大器,输出电压Eo可以有以下公式表示:

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    Eo=-[Vi1(RF/Rf1)+Vi2(RF/Ri2)]

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式中    Eo    输出电压

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        Vi1   前级来的信号电压(+0~2.5V

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        Vi2   系统零点基准调节电压(+0~2.5V

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        RF   加法器反馈电阻(3KΩ)

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        Rf1   前级信号输入电阻(3KΩ+0~10KΩ)

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        Rf2   基准调节电压信号的输入电阻(51KΩ)

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由于后一级电路要求,反相加法放大器是一个衰减式的加法电路。所以

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     Eo=-[Vi1(RF/Rf1)+Vi2(RF/Ri2)]

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       =-[Vi1(0.23~1)+Vi2(0.0588)]

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       =-[0~2.5(0.23~1)+0~2.5(0.0588)]

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       =-[0~(0.575~2.5)+(0~0.147)] (V)

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    在试验应用调试时,当没有交流电流输入时,调整系统零点调节电位器(0~100KΩ)使输出电压为-0.042V;此时零点电位器的调节输出电压在0.7V左右。当输入交流电流为5A 时,调整输入电位器(也称量程调整电位器)使输出电压为-0.867V即可。

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    当然这里只是引导大家分步骤分析了解电路的设计步骤时所采用的方法而在系统实际应用调试时,则利用监测输出的标准电流信号来调节零点和量程电位器。

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    运算放大器的反馈电阻两端并联的电容器构成简单的一阶低通滤波器,进一步限制抵消干扰噪波信号。这里就不啰嗦太多了。

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